基于微流控的即时检验诊断(POCT)的材料、工艺、优缺点大总结-汶颢股份
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基于微流控的即时检验诊断(POCT)的材料、工艺、优缺点大总结

已经有很多报道即时护理(POCT)诊断设备为医疗保健,特别是在疾病的诊断和检测方面提供了很大的帮助,也已经发现POCT设备具有许多优点,诸如快速和精确的响应,便携性,低成本以及对非专用设备的需求。 POCT诊断研究的主要目标是开发一种基于芯片的自包含小型化装置,可用于检查复杂样品中的不同分析物。此外,微流控MICROFLUIDICS)与先进的生物传感器技术的集成可能导至POCT诊断的改进。本文介绍了不同材料(玻璃,硅,聚合物,纸张)的概述以及制造基于MICROFLUIDICS的POCT设备的技术以及其广泛的生物传感器应用。除此之外,作者简要介绍了MICROFLUIDICS目前所面临的挑战以及可能的解决方案,这些解决方案可能导至可用的,可靠的和具有成本效益的技术。这些设备的开发需要将开发的MICROFLUIDICS元件组合到POCT设备中,这些设备是用户友好的,灵敏的,稳定的,准确的,低成本和微创的。这些基于MICROFLUIDICS的POCT设备在提供改善的医疗保健方面具有巨大的潜力,包括易于监测,疾病的早期发现以及增加的个性化。

关键词:微流控,生物传感器,硅,聚合物,非侵入性,纸基微流控,POCT诊断

专用名词解释:[L],线性检测范围; [LOD],检测下限;[S],灵敏度;2D,二维; 3D,三维; cTnI,心肌肌钙蛋白I; DPV,差分脉冲伏安法; EIS,电化学阻抗谱; IgG抗体,免疫球蛋白; IL,白细胞介素; K2O,氧化钾;MICROFLUIDICS,微流控;氧化镁,氧化镁; MMP9,金属蛋白酶;PDMS,聚二甲基硅氧烷; PETG,聚对苯二甲酸乙二醇酯;PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯; POCT,即时检验诊断; PS,聚苯乙烯; PTFE,聚四氟乙烯; PVC,聚氯乙烯; SAM,自组装单分子层;二氧化硅,二氧化硅; SO3,三氧化硫; TGF-B1,转化生长因子-β1;二氧化钛,二氧化钛; TSH,甲状腺刺激素; TSH,促甲状腺素; ZnO-CH,氧化锌-壳聚糖;

1、即时检验诊断(POCT)不可替代的定位

随着人口的大幅度增长,世界范围内非传染性疾病(糖尿病,心血管疾病,癌症)和传染病的发病率迅速上升,研究人员正在努力应对疾病的挑战与可治疗。诊断一直被认为在医疗保健中发挥着至关重要的作用,为患者提供适当和及时的护理,用于紧急公共卫生干预和长期公共卫生战略。然而,大多数市售的疾病检测诊断工具并不能满足有限的资源设置和基本医疗保健基础设施等迫切需求。缺点包括延长测试时间,这经常导至延迟诊断的数据可用性。尽管诊断的作用至关重要,但对于现场应用来说,迫切需要现场护理(POCT)诊断。

POCT测试是全球医疗保健的必要组成部分,应该可以负担得起,可以在病人附近进行快速测试的历史定位和不可取代性。它可以用在有限的资源或附近不存在医疗机构,没有医疗设施的地方直接就地可用。使用这些快速POCT诊断的主要前景包括便携性,用户友好性,耐用性,便宜和能够产生快速结果。

POCT设备大致分为两类,即手持式和大型台式装置。小型便携式设备正在开发使用最先进的微制造技术,利用自动化的样品制备,分析,化验步骤和信号检测。大型台式设备是小型化的大型机中央实验室设备,既复杂又减小尺寸。而且,POCT诊断的严格要求为生物传感器制造提出了许多挑战。例如,高灵敏度和特异性的目标分析物的检测是POCT诊断中的关键方面,因为需要使用微量的样本。另一个挑战是将检测部件与其他流体调节元件结合到一个平台上。这些挑战或许可以通过微流控(MICROFLUIDICS)技术实现POCT设备的开发来克服。

基于MICROFLUIDICS的POCT设备被广泛用于在细胞生长和分析平台上的分子生物学反应实验。MICROFLUIDICS的优点在于对样品和试剂的数量和流速的精确控制,使分析物的分离和检测具有高精度和高灵敏度。基于MICROFLUIDICS的POCT由于其易于制造,试剂使用量低,响应时间短,传感参数改善以及对所需分析物的连续监测等优点而为期望的生化和化学分析提供了强大的平台。

MICROFLUIDICS系统需要一系列组件,包括试剂,样品,通道设计,底物选择,组合和混合。许多材料如硅,玻璃,弹性体,塑料,水凝胶,纸等正用于制造MICROFLUIDICS器件。因此,根据具体应用,可以通过选择合适的材料来制造具有不同化学兼容性,表面特性,导热性和导电性的微系统(图1,在下面)。本综述概述了基于MICROFLUIDICS的POCT设备领域的最新进展(截止到2017年11月),这些设备正在与生物识别系统集成在一起,用于复杂流体处理步骤的小型化以及复用的简便性。

导热性和导电性的微系统 

2、基于玻璃的MICROFLUIDICS设备

制备MICROFLUIDICS装置的材料的选择取决于各种因素,如所需的功能,整合的程度,缓冲液的相容性,优异的理化性质及其潜在的应用。在这方面,玻璃有被认为是高效MICROFLUIDICS器件开发的基板的选择,因为它符合大多数提到的先决条件特征。玻璃是一种非结晶的无定形固体,通常是透明的,具有稳定性,化学惰性,透明度,表面稳定性和溶剂相容性等特性。此外,它是已知的生物相容性,亲水性,并提供了一个统一的涂层,使其在生物医疗设备使用。在下一节中,已经讨论了用于制造玻璃基MICROFLUIDICS器件的不同技术及其在生物传感方面的前景。

2.1玻璃基MICROFLUIDICS器件的制造

基于玻璃的MICROFLUIDICS器件的开发可以使用包括光刻,薄膜金属化和玻璃衬底的蚀刻的MEMS工艺来执行。玻璃基底的制造取决于基底的成分,这进一步决定了掩模层和蚀刻剂的选择(图2,在下面)。常用的玻璃基板是派热克斯玻璃,硼硅酸盐(BSG)和钠钙玻璃。其中,BSG由于具有良好的光学性能(透明度从350nm到700nm)和物理特性(退火温度:640℃;耐大多数化学品),因此是用于制造MICROFLUIDICS器件的最广泛使用的基板。使用BSG的另一个优点是可以快速与PDMS,硅和BSG结合。对于MICROFLUIDICS零件的设计,低热膨胀系数(a)是必需的,BSG在20°C时提供约3×10-6 /℃的选择。 Srivastava等人基于传统的三电极系统,采用氧化铟锡作为玻璃基板制作了一个MICROFLUIDICS芯片。利马(Lima)等最近展示了SU-8键合的新方法,即用于制造玻璃微流控芯片的牺牲粘合剂键合。这种新技术依赖于不可逆地结合两个载玻片的传统方法和仅从微通道中去除SU-8的附加步骤。而且,这种方法具有成本低,超大规模可行性等诸多优点整合,克服材料粘附的挑战,去除附着力强的气泡。

掩模层和蚀刻剂的选择 

2.2基于玻璃的MICROFLUIDICS设备的应用

已经报道了基于玻璃的MICROFLUIDICS在检测酶,抗体和全细胞中的许多应用,是的,你没有看错,绝大部分IVD指标都可以移植过来。在这种情况下,已经开发了用于免疫传感抗原IgG和cTnI(心肌梗塞的特异性生物标志物)的3D交叉指型电极阵列。玻璃基板与其他聚合物基板的融合已经显示出许多生物医学应用的有希望的结果。 Matharu等人制作了一个细胞培养/生物传感器平台组成的适配子修改金电极结构的玻璃基板与MICROFLUIDICS通道和PDMS作为控制/驱动通道。这种小型适体修饰的MICROFLUIDICS装置被用于监测肝细胞的TGF-B1释放。王(Wang)等人展示了一种新型的基于MICROFLUIDICS芯片的DNA生物传感器,用于在玻璃基板上使用单个T-MICROFLUIDICS芯片(50 μ m ×10 μm × 1 5 m m)快速和序列特异性检测口腔癌患者唾液样品中的DNA。陈(Chen)等人开发了一个多阵列LSPR芯片检测法,通过CTAB涂层AuNR到O2等离子体处理的玻璃基板上,通过带正电的AuNRs和带负电的玻璃表面之间的静电相互作用进行MICROFLUIDICS图案化。然而,脆性,成本,非灵活性和生物相容性是目前预示着玻璃基MICROFLUIDICS器件发展的一些缺点。

3、基于硅的MICROFLUIDICS设备

硅已经成为制造MICROFLUIDICS通道的优选衬底,因为它具有对各种条件的高耐受性以及低的键合温度要求。此外,使用硅作为MICROFLUIDICS中的平台不仅使器件小型化,而且在设计部分提供了灵活性。

3.1基于硅的MICROFLUIDICS器件的制造

制造硅基MICROFLUIDICS器件的不同技术包括批量微加工,掩埋通道或表面微加工。在这些技术中,体积显微加工是最普遍的,其中在硅晶片上通过消除材料然后通过化学键合或物理粘附与另一个晶片封装通道而形成通道。在埋沟技术中,深垂直沟道由各向异性深反应离子蚀刻产生,而沟道的侧壁被化学气相沉积钝化。表面微机械加工可以通过沉积期望的结构层和牺牲层的蚀刻来实现。这种方法比较复杂,需要多个步骤。可以使用纳米压印光刻和电子束照射来制造具有纳米尺度级特征尺寸的硅衬底的更精确图案。

3.2硅基MICROFLUIDICS器件的应用

在硅衬底上引入MICROFLUIDICS可显着减少样品体积,评估时间,并使生物传感中的精确调节流动状态成为可能。然而,流体流动可能使附着在基质表面上的生物分子不稳定,因此表面官能化,生物结合和稳定的化学性质对于MICROFLUIDICS系统是必不可少的。不同的传说可以通过适当的固定方法结合到MICROFLUIDICS通道的表面,这进一步扩大了分析物检测的范围。 Jenison等人设计了一种基于硅的生物传感器,用于分析人囊性纤维化跨膜电导调节因子基因和一系列细胞因子,包括白细胞介素(IL)-6,IL1-P和干扰素-γ,检测范围为4 ng/L,31 ng/L和437 ng/L。

为了使用硅MICROFLUIDICS生物传感器进行免疫测定,最初可以将抗原和相应的抗体一起温育,然后使用生物素一体化硝酸纤维素膜。 Yakovleva等人开发MICROFLUIDICS酶在尺寸为13.1×3.2mm的硅微芯片上进行免疫测定,其具有宽度为25μm和深度为235μm的42个流动通道以检测阿特拉津。二氧化硅表面被不同的聚合物进一步改性, 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES),线性聚乙烯亚胺(LPEI),3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPS)或支化聚乙烯亚胺(BPEI)。确定GOPS-BPEI-GL,LPEI-GL和APTES-GL三种不同免疫传感器的阿特拉津检测限分别为0.80,3.8和45ng/L。在这项研究中,GL与LPEI的共价偶联导至了固定化抗体的最高稳定性。使用便携式和电池供电的电子电路以及通过丝网印刷技术获得的硅微通道,制备了免疫传感器来检测血样中的大肠杆菌,检测限高达103CFUml-1

基于细胞的生物传感器由于其直接识别活细胞表达的生物化学作用的能力而最近引起了很多关注。硅基底的生物相容性可能可以通过在其表面上附着细胞结合部分来改善。此外,这些影响可以转化为数字电信号,从而形成电子与生命系统之间的桥梁。因此,与使用聚合物相比,硅具有很多优点,如高机械强度,高温稳定性和对化学物质的高耐受性。硅的修改形式即硅纳米线和多孔硅已经在生物传感器中找到了许多应用。随着高性价比替代品领域的进步,聚合物和柔性电子器件,硅基MICROFLUIDICS器件是昂贵的替代品。

4、基于聚合物的MICROFLUIDICS设备

与玻璃和硅相比,聚合物材料在MICROFLUIDICS器件中的应用已经大大地吸引了商业制造商,因为它们的成本低廉且制造步骤容易。聚二甲基硅氧烷(PDMS)(不好意思,实在忍不住插入一条广告,国内出货量最大的进口PDMS供应商[不要脸的说也就是我们,唯有一桶PDMS,能消除城市中我和你的距离,此刻购买就加客服QQ:11366508]小包装1.1KG/桶,带100g固化剂,已经被广大科研狗朋友使用,不管在夏天的实验室门口玩手机撩妹等风干,还是冬天夜里太冷围着烘箱加热侃大山等待的哆嗦时刻,经我们手卖出的PDMS不仅伴随着TA的妙手回春打磨出了众多五花八门小编也看不懂的神器芯片,也已经融入到TA的生活和学习中。不是你成功的芯片来得慢,而是你固化得不够狠。)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在MICROFLUIDICS器件中使用最广泛,因为它们表现出优异的电/化学电阻率和透明度显示出大规模制造MICROFLUIDICS器件的巨大潜力。以下是广泛用于制造聚合物MICROFLUIDICS器件的重要方法的概述。

4.1聚合物基MICROFLUIDICS器件的制造

4.1.1压印和热压花

当制造基于聚合物的MICROFLUIDICS器件时,硅或金属印章被广泛用作压印工具。热压花可以在低压和高温下实现,而压印可以在室温和高压下实现。在塑料衬底中所需尺寸的微通道是印模的精确复制品。一些参数,如压印时间,压力以及塑料的性能已知影响室温印迹微通道的尺寸。在热压印上压印的好处在于制造时间减少并且所制造的装置具有高重复性。图3(i)显示了热压花和UV印迹的过程。

热压花和UV印迹的过程 

4.1.2注塑

在此过程中,将共聚物树脂插入模具中以制造MICROFLUIDICS元件。较不粘稠的聚合物溶液使得与模具的优异接触导至装置的不同特征。通过控制程序,温度和时间,可以非常准确地创建注塑部件。MICROFLUIDICS通道在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中具有高精度,聚碳酸酯使用注塑成型。已经显示注塑与压印和热压花相比具有许多优点,因为其可以产生3D特征,并且可以将预成型元件直接植入塑料中。

4.1.3软光刻

软光刻在MICROFLUIDICS器件的发展中有着广泛的研究,具有明显的优势。在硅中创建一个积极的浮雕结构被称为主。当硅橡胶上的弹性体聚合物被固化时,它会产生一个精确定义的母版复制品,并从印章上进一步剥离。软光刻技术的巨大优势在于弹性体聚合物可以简单地通过保形接触彼此连接,并且可以简单地连接到另一个基板,如玻璃或塑料。软光刻所涉及的不同步骤见图3(ii)。

4.1.4激光光刻

在这种技术中,由于脉冲紫外激光照射的诱导,聚合物骨架的键断裂。此外,由于在其内部形成空隙的波形脉冲,颗粒从聚合物基材排出。表现出对激光发射波长显着吸收的聚合物对于消融更有效。在激光光烧蚀中,光线穿过将烧蚀区域定义为聚合物基板的掩模。

4.1.5 3D打印

3D打印最近引起了很大的兴趣(岂止是兴趣,恨不能搞个demo就能吸引傻白甜速速入资来玩玩,但是真正能搬砖干活的有几多?),因为它能够创建高分辨率和快速建造时间的多种结构。在不同的方法中,立体光刻(SLA)和熔融沉积法(FDM)是最常见的。在SLA中,使用UV激光扫描并追踪确定区域以固化液态树脂材料。使用高功率激光或紫外线来硬化树脂材料,并且整个平台通过单层沿z方向向下移动。基于SLA方法的3D打印机被广泛使用并已经商业化。使用SLA制造技术的一个主要优点是其高精度。在FDM中,热塑性物质通过加热液化成半固体。然后将这种半固体通过喷嘴逐层排出到分层上。当第一层是完成后,阶段被移动一层,程序重复。FDM方法已经被证明是简单和成本有效的。

4.2聚合物基MICROFLUIDICS器件在POCT生物传感器中的应用

几种电化学生物传感器类型,包括免疫测定,DNA杂交和信号转换适体传感器已经在基于聚合物的MICROFLUIDICS系统中被发现应用。真正的样品在被引入到所需的生物传感器之前经常被处理。由于其特定的绑定功能,基于亲和力的生物传感器能够处理复杂的样品基质和样品。表2总结了MICROFLUIDICS应用中基于亲和力的生物传感器开发的最新进展。此外,用酶功能化电极可有助于选择性地催化化学反应。产生或消耗的电活性物质可以通过电流的变化来检测。例如,酶电极已被广泛用于葡萄糖测定。

基于聚合物的MICROFLUIDICS器件与传统的玻璃/硅MICROFLUIDICS器件相比具有优势,因为它们不需要复杂的光刻工艺,因此成本低廉。已经发现它们具有优异的电/化学电阻率和光学透明度,使其适用于电化学/光学生物传感装置。基于聚合物的MICROFLUIDICS设备的缺点在于它们的灵活性。

基于聚合物的MICROFLUIDICS设备的缺点 

5、基于纸张的MICROFLUIDICS设备

纸是一种纤维素材料,具有灵活性,低成本,轻量,可回收和生物相容性。它被认为是一种有前途的MICROFLUIDICS基材,因为它不需要任何外部或电源供应流体,需要少量试剂和样品,提供快速分析,而且是一次性的。纤维素纸的三维分层结构及其相互关联的孔隙允许液体快速移动。然而,其白色背景和流体特性为分析物的定性/定量分析提供了额外的优势。这些纸张集成的MICROFLUIDICS设备已经应用于临床诊断,环境监测和食品安全质量检测。

5.1造纸MICROFLUIDICS设备

纸流控设备的设计中主要关心的是利用流体通道来限制液体的流动。为此,使用多种制造方法将疏水屏障图案化到纸张中以产生通过毛细管芯吸调节来调节流体流动的不同通道。

5.1.1基于光刻的纸张MICROFLUIDICS

照相平版印刷术被用于微细加工以将图案转印到纸基材上。一种称为光致抗蚀剂的光敏化学品最初涂布在纸上,曝光于所需的图案上,并进一步发展为用于附加处理的选择层。使用光刻技术,可以获得非常小的图案(几十纳米大小),具有精确的形状和尺寸的通道。其主要缺点是需要包括昂贵的光致抗蚀剂,UV光源和氧等离子体的平坦基板和洁净室设施。

5.1.2绘图Plotting

在这种方法中,使用计算机集成的X,Y绘图仪将PDMS打印到纸张上以形成所需的图案。它比光刻相对便宜,但分辨率低至1mm,即两个通道之间的距离是1mm(低于光刻法)。上官(Shangguan)等通过PDMS图案化制造纸微流控通道,其中PDMS被吸附到纸孔中并形成防止进入水溶液的疏水屏障。为了证明这种设计的多功能性,对肝功能标志物和血清蛋白进行生物传感应用。

5.1.3蜡印刷Wax printing

在蜡印中,使用固体油墨印刷机将蜡图案化到纸上,将蜡进一步加热熔化蜡并形成亲水屏障以通过毛细管芯吸引引导流体的流动。这是一种简单而廉价的技术,可以大规模生产。除此之外,蜡在环境友好的情况下,可达60℃,因此在低资源环境下使用更方便。该技术的缺点是由于在该过程中需要额外的熔化步骤而导至分辨率低。雷诺(Renault)等在纸中制造半通道和全封闭通道,并在一篇研究论文中研究了蜡的传输性能。这些完全封闭的通道可以有效地与外部环境隔离,从而降低污染风险,简化设备处理,减缓溶剂蒸发。

5.1.5喷墨打印Inkjet printing

喷墨打印可以用来通过将墨滴推进到基板的用户定义的位置上来打印数字图像。这种技术已经被扩展,开发的各种油墨包括各种聚合物,用于生物传感和组织工程应用的活细胞(图3(iii))。将小量油墨沉积成具有高空间分辨率的精确图案的可能性是独一无二的,并且提供了喷墨印刷的不寻常的强度。但是,这种技术需要额外的油墨配方步骤,这些步骤受材料粘度和表面张力的限制。刀切割,蚀刻和等离子可用于控制或者管理纸流控设备中的流体流动。 Songok等人在纸表面上沉积了一个薄的,透明的,高度疏水的表面层,使用纳米尺寸的TiO2颗粒。利用TiO2的光催化性能,通过曝光紫外线来产生亲水性通道,通过放置在TiO2涂布纸上的光掩模进行辐射,制造的通道最后大小宽度为0.5毫米,长度为60毫米。

5.2纸基MICROFLUIDICS生物传感器的应用

为了制造高效的纸质MICROFLUIDICS生物传感器,设备设计和生物分子固定在给定的表面上起着至关重要的作用。 Morbioli等人使用三维设计,使流体沿着纤维素基质更均匀地渗透,用于制造用于葡萄糖检测的纸MICROFLUIDICS设备。为此目的,使用磁性装置进行层堆叠,这有利于流体分散和改进测试的再现性。已经发现具有许多优点,例如均匀的样品分布,多重测定以及层的个体化处理。李(Lee)等人使用氧化锌纳米线改性纸来制作高灵敏的工作电极(WE)来检测葡萄糖。 Teengam等人制造了一种基于纸质流体学的电化学DNA传感器用于人乳头瘤病毒HPV检测。金颗粒修饰还原的GO-四乙烯五胺作为电极材料开发了一次性纸基MICROFLUIDICS免疫传感器。尽管有这些有趣的进展,但通过升级装置设计和使用纳米材料对纸基材进行改性,提高纸基MICROFLUIDICS装置的检测极限和灵敏度仍有相当大的改进空间。纸张MICROFLUIDICS设备的传感特性受湿度和温度变化的显着影响。其他问题,例如设计的复杂性,不同的制造程序,以及集成到单个芯片上都是阻碍POCT器件增长的一些因素。

6、微流控非侵入式生物传感器

无创检测是一种不需要在皮肤或身体孔口处进行诊断的程序。用于制造无创生物传感器,分泌物生物流体如唾液,尿液,汗液,眼泪,呼出气凝结物等都可以使用。通过非侵入性生物流体检测疾病具有许多优点,如易于使用,无痛,比血清采样更安全,各种标本的可用性,在家中易于收集和筛查。目前正在努力将生物传感器与MICROFLUIDICS结合用于多种疾病的检测。 Gau等人开发了一种MICROFLUIDICS电化学传感器,通过唾液IL-8蛋白和mRNA生物标志物浓度区分癌症患者与健康受试者。 Jokerst等人开发了用于CEA,CA-125和Her-2唾液生物标志物检测的标记多分析物MICROFLUIDICS集成荧光免疫传感器的量子点(QDs)。由于二抗标记了半导体量子点,信号被放大了30倍,检测限增加到接近两个数量级比酶联免疫吸附测定技术。MICROFLUIDICS集成表面等离子体共振生物传感器开发用于检测唾液样品中的皮质醇。制造的生物传感器显示皮质醇的高效检测,检出限为49 pg/mL,响应时间为15 min。最近开发了一种柔软,耐磨的基于比色的MICROFLUIDICS生物传感器,其中汗液被用作分析性生物流体。这个四室多分析物系统有能力区分不同浓度的葡萄糖,乳酸盐,氯离子以及汗液的pH值。还通过调查唾液,尿液和泪液样本中的葡萄糖水平来区分糖尿病患者和非糖尿病患者。制备了壳聚糖修饰的纸基MICROFLUIDICS比色生物传感器,能够有效检测眼内葡萄糖。Ji等人制造的MICROFLUIDICS集成有机电化学晶体管生物传感器用于唾液生物流体中的多分析物(葡萄糖和乳酸)检测。该MICROFLUIDICS设备的厚度为100 nm,需要30μL的生物流体用于分析。最近开发的无创性的特点在表2中给出了用于诊断不同疾病的MICROFLUIDICS集成生物传感器。

生物传感器检测非侵入性分泌型生物标志物及其与MICROFLUIDICS的结合是研究的新热点之一,目前仍处于初始阶段。迫切需要探索唾液和尿液中分泌的更有效的生物标志物以及其他无创生物流体,例如汗液,泪液,鼻子和耳垢。然而,非常少浓度的生物分子分泌是利用无创生物流体的主要挑战。需要做更多的努力来探索使用这种MICROFLUIDICS设备的概念验证的商业化的潜力,可以进一步在低资源环境中使用。

7、结论和未来趋势展望

这次查阅大量资料和市场商品以图覆盖MICROFLUIDICS设备在POCT开发中的制造和应用的技术进步。尽管MICROFLUIDICS开发正在使用诸如玻璃,硅,聚合物和纸张等众多材料,但这些设备的成本和高灵敏度是主要关注的问题。正在报道玻璃和硅基MICROFLUIDICS的许多生物传感应用。然而,脆弱性,成本和缺乏灵活性等一些性质被认为是MICROFLUIDICS的下一个发展阶段的缺点。除此之外,材料的生物相容性仍然是其在POCT开发中使用的主要问题。此外,应该努力制造聚合物或纸基MICROFLUIDICS器件,这可能是这些衬底的有希望的替代品。纸基微流控对于灵活的POCT设备的开发具有很大的潜力。其成本低,重量轻,携带方便,灵活性强,自驱动流体性能好,制造工艺简单,无需洁净室设备,样品量少等优点,不断吸引着众多的研究人员前往这一高潜力领域。而且,近来纳米材料,器件设计和微细加工技术的发展使得可以获得具有增强的检测特性的MICROFLUIDICS器件。

文章来源抗原抗体专家 (转载仅供参考学习及传递有用信息,版权归原作者所有,如侵犯权益,请联系删除)